基于观测器的有限时间滑模控制

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马尔可夫跳变系统是由有限数量的子系统组成的复杂随机系统,可以有效地描述系统的突变,为系统模型的描述提供了理论依据,其模式切换由马尔可夫过程控制。滑模控制是一种有效的鲁棒控制方法,对受参数不确定性和外部干扰影响的动力系统具有良好的控制效果,其具有快速响应和良好的瞬态响应等优点,滑模控制被认为是对于不确定系统有效的鲁棒控制方法之一。有限时间稳定应用于分析在短时间内系统的收敛性,更适合描述受控系统的瞬态行为。目前,大多关于滑模控制的研究大多集中在无限时间稳定上,在实际的控制系统中,人们对更加关注系统的暂态行为,无限时间间隔的渐近稳定性不能满足实际要求。在实际的工程中,由于成本和技术等因素的影响,系统状态在实际中并不总是可直接获得的。因此,本文将有限时间稳定理论和滑模控制相结合,讨论了通过滑模控制方法对状态不可测的不确定的系统和状态不可测的不确定马尔可夫跳跃系统的H∞有限时间控制。本文具体安排如下:第一章主要内容是介绍课题的研究背景和意义、马尔可夫跳变系统、滑模控制、有限时间稳定、状态观测器的发展现状。第二章是本文的准备内容,给出了一些相关的定理、引理。第三章讨论了通过滑模控制方法对状态不可测的不确定系统的H∞有限时间控制。通过设计一个适当的有限时间滑模控制律,以减弱参数不确定性和外部干扰对所考虑系统的整体性能的影响。首先,设计适当的基于观测器的有限时间滑模控制律,以使状态轨迹可以在有限的时间间隔内到达指定的滑动切换面。然后,通过分区策略很好地实现了有限时稳定性,并给出了充分条件以实现具有H∞性能的有限时间稳定性。最后,通过RLC串联电路证明所提出方法的有效性。第四章讨论了通过滑模控制方法对状态不可测的不确定一类马尔可夫跳变系统的H∞有限时间控制。设计一个适当的有限时间滑模控制律,以减弱参数不确定性,外部干扰和马尔可夫跳变系统切换对所考虑系统的整体性能的影响。首先,设计适当的基于观测器的有限时间滑模控制律,以使状态轨迹可以在有限时间间隔内到达指定的滑动面。然后,通过分区策略实现系统的有限时间有界稳定性,并给出了充分的条件来实现具有H∞性能的马尔可夫跳变系统跳变系统的有限时间稳定性。最后,通过仿真证明所提出的滑模控制方法的有效性。第五章总结本文的研究问题和以后研究方向。
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